快速城市化地區(qū)土地利用變化的水文效應(yīng)研究——以浙江省義烏市為例.pdf

1、城市是人類聚集的形式之一，也是人類生產(chǎn)力發(fā)展到一定程度的結(jié)果，它象征著一個(gè)國家的區(qū)域政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心。城市的出現(xiàn)極大推動(dòng)了人們的生產(chǎn)生活以及文化水平，其發(fā)展不斷提高土地利用效率，人口密度不斷增加，推動(dòng)了社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但也帶來了一系列水資源問題，如洪澇災(zāi)害、水資源短缺、地質(zhì)災(zāi)害等。浙江省義烏市是我國典型的快速城市化地區(qū)，其城市規(guī)模由20世紀(jì)80年代的不到3km2發(fā)展到2005年的60km2;城區(qū)人口由不到3萬人增長到70萬人。義烏

2、市的快速城市化進(jìn)程使其經(jīng)濟(jì)快速增長，同時(shí)也對(duì)流域內(nèi)的水文循環(huán)產(chǎn)生重要影響。因此本文以典型快速城市化地區(qū)浙江省義烏市為例，在研究區(qū)建立SWAT（Soil and Water Assessment Tool）分布式水文模型，通過對(duì)比不同類型的流域，從多尺度時(shí)間和空間的角度研究了義烏市快速城市化進(jìn)程的水文效應(yīng)，主要研究結(jié)果如下:
　　1)在義烏市及附近地區(qū)建立SWAT模型。采用1990年土地利用數(shù)據(jù)、1970～1993年氣象數(shù)據(jù)和水文監(jiān)

3、測數(shù)據(jù)在浙江省義烏市及附近城市地區(qū)建立SWAT水文模型。最終達(dá)到:率定期NSE=0.83、R2=0.82、PBIAS=0.15，驗(yàn)證期NSE=0.89、R2=0.86、PBIAS=0.02，其中P-factor和R-factor分別為0.88和0.65。模型模擬效果較好，可以用于模擬研究義烏快速城市化的水文效應(yīng)。
　　2)研究區(qū)2020年土地利用分布預(yù)測。采用CA-Markov模型對(duì)2015年流域土地利用進(jìn)行預(yù)測。將預(yù)測結(jié)果與20

4、15年遙感解譯影像進(jìn)行比對(duì)并采用Kappa系數(shù)評(píng)價(jià)吻合度。最終整個(gè)流域整體Kappa系數(shù)為0.802，說明預(yù)測結(jié)果較好。在此基礎(chǔ)上采用2010和2015年土地利用分布圖以及相同的土地利用分布適宜性圖集預(yù)測了流域2020年土地利用分布情況。
　　3)義烏市快速城市化特點(diǎn)分析。通過對(duì)比義烏流域和周邊城市化流域以及自然流域發(fā)現(xiàn)，義烏流域?yàn)榈湫涂焖俪鞘谢貐^(qū)。其中2000～2005年是該地區(qū)快速城市化進(jìn)程最明顯的階段，短短五年內(nèi)城鎮(zhèn)建設(shè)用

5、地面積從流域的11.8％增長到30.7％。義烏流域城市化形式表現(xiàn)為早期以空間集聚為主，中期占用耕地圓環(huán)式向外擴(kuò)張，后期沿東北和西南方先發(fā)展并占用林地。
　　4)義烏市年際城市化水文效應(yīng)分析。義烏市年地表徑流量明顯增多，從1990年的年均408.4mm增加到2015年643.1mm，預(yù)測2020年將達(dá)到717.6mm;地下水補(bǔ)給、蒸散發(fā)和土壤水含量都有不同程度的減少且減少量較明顯，分別從1990年的282.8mm、713.9mm和1

6、13.1mm減少到2020年的99.5mm、615.7mm和61.9mm。
　　5)義烏市年內(nèi)城市化水文效應(yīng)分析。在年內(nèi)變化上，義烏市地表徑流和地下水補(bǔ)給的變化具有明顯的季節(jié)性規(guī)律，即一年中由于城市化作用導(dǎo)致地表徑流的增加以及地下水補(bǔ)給的減少多集中于3月至8月（春夏季），9月至翌年2月（秋冬季）的變化并不明顯。
　　6)義烏市城市化水文效應(yīng)空間變化分析?？臻g分布上，義烏市地表徑流增加量和地下水補(bǔ)給、蒸散發(fā)以及土壤水含量的減少